Filtry optyczne i fotoniczne

• Autorzy: Romaniuk Ryszard

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2025.5.2

Warianty tytułu

EN

Optical and photonic filters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Optyka i fotonika są dziedzinami których rola w rozwoju cywilizacji znacznie się zwiększyła w ostatnim okresie i nadal dynamicznie się rozszerza. Systemy optyczne, fotoniczne i hybrydowe zawierające komponenty elektroniczne, mechatroniczne i inne są stosowane w różnych obszarach jak bezpieczeństwo, przemysł, rolnictwo, ochrona środowiska, biologia i medycyna, oraz rozrywka i kultura. Przedmiotema naszych zainteresowań jest biofotonika i budowa narzędzi badawczych dla takiego obszaru nauki. Biofotonika jest dziedziną na pograniczu biologii i fotoniki. Jest obszarem badawczym i aplikacyjnym obejmującym zjawiska i procesy, substancje, obiekty w skali rozmiarowej od nanometrów do makro, jak wirusy, molekuły, organelle, komórki, bakterie, membrany, tkanki, małe i większe organizmy, w aspekcie ich właściwości fotonicznych. Biofotonika obejmuje oprzyrządowanie laboratoryjne badawcze i standaryzowane kliniczne i ogólnego zastosowania. Aktywnym kierunkiem rozwoju biofotoniki jest jej gałąź kwantowa, gdzie badane są procesy zachodzące w nanoskali. Funkcjonalna aparatura fotoniczna dla różnych wymienionych zastosowań a w szczególności biofotonicznych zawiera filtry optyczne i fotoniczne. Filtry te są budowane jako komponenty dyskretne oraz zintegrowane z innymi częściami systemu funkcjonalnego. Rozmaitość filtrów optycznych i fotonicznych jest znaczna, nawet przekraczając analogiczny obszar w elektronice. Wynika to z faktu znacznej liczby stopni swobody fotonu, w widzialnym zakresie spektrum fal EM oraz w obszarach przyległych jak bliski UV, NIR, ale także MIR. Same stopnie swobody elektrony byłyby niewystarczające. Chodzi o ich efektywne wykorzystanie funkcjonalne, w czym pomagają znacznie filtry optyczne i fotoniczne.

EN

Optics and photonics are fields whose role in the development of civilization has significantly increased in recent years and is still expanding dynamically. Optical, photonic and hybrid systems containing electronic, mechatronic and other components are used in various areas such as security, industry, agriculture, environmental protection, biology and medicine, as well as entertainment and culture. The subject of our interests is biophotonics and the construction of research tools for such an area of science. Biophotonics is a field on the border of biology and photonics. It is a research and application area covering phenomena and processes, substances, objects in the size scale from nanometers to macro, such as viruses, molecules, organelles, cells, bacteria, membranes, tissues, small and larger organisms, in the aspect of their photonic properties. Biophotonics includes laboratory research and standardized clinical and general application equipment. An active direction of development of biophotonics is its quantum branch, where processes occurring in the nanoscale are studied. Functional photonic equipment for various applications mentioned above, and in particular biophotonics, includes optical and photonic filters. These filters are built as discrete components and integrated with other parts of the functional system. The variety of optical and photonic filters is significant, even exceeding the analogous area in electronics. This is due to the significant number of photon degrees of freedom, in the visible range of the EM wave spectrum and in adjacent areas such as near UV, NIR, but also MIR. The electron degrees of freedom alone would be insufficient. It is about their effective functional use, in which optical and photonic filters help significantly.

Słowa kluczowe

PL

optyka; fotonika; biofotonika; biofotonika kwantowa; filtry optyczne; filtry fotoniczne; dichroizm; systemy niskofotonowe; optyka subpoissonowska; inżynieria optyczna; inżynieria fotoniczna

EN

optics; photonics; biophotonics; quantum biophotonics; optical filters; photonic filters; dichroism; low-photon systems; subpoissonian optics; optical and photonics engineering

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2025
• Tom: Vol. 66, Nr 5
• Strony: 7--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Romaniuk Ryszard

• Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] D. Malacara, B. J. Thompson (edit), 2001, Handbook of optical engineering, CRC, ISBN:9780824799601.
• [2] C. K. Madsen, J. H. Zhao, 1999, Optical filter design and analysis: a signal processing approach, Wiley, ISBN:9780471213758.
• [3] H. A. Macleod, 2021, Thin-film optical filters, 5th ed, CRC Press, ISBN:9780367781606.
• [4] D. H. Cushing, 2011, Enhanced optical filter design, SPIE DL, ISBN:9780819483591, doi:10.1117/3.869055.
• [5] V. Kochergin, 2003, Omnidirectional optical filters, Springer, ISBN:9781402073861.
• [6] F. Karim (edit.), 2018, The design and optimization of optical filters for high data rates optical systems, Cambridge Scholar Publ, ISBN:9781527522107.
• [7] U QG Optics, 2024, The vital role of optical filters in the medical industry, [uqgoptics.com/the-vital-role-of-optical-filters-in-themedical-industry/].
• [8] Chroma, 2024, Optical filters for life sciences applications, [chroma.com/applications/life-sciences-clinical-instrumentation].
• [9] Torrent Photonics, optical Filter Shop, 2024, Biomedical filters, [opticalfiltershop.com/product-category/specialty-filters/ biomedical/].
• [10] J. Palidwar, et al, 2024, Optical filters narrow the focus of Raman biomedical analysis, BioPhotonics 1/2024, 54-58.
• [11] L .Marrucci et al, 2006, Optical spin-to-orbital angular momentum conversion in inhomogeneous anisotropic media, arXiv:0712.0099.
• [12] J. Marzi et al, 2023, Raman imaging for biomedical applications, Springer, ISBN:9783030855697, doi:10.1007/978-3-030-85569- 7_7-1.
• [13] F. Nicolson et al, (2021), Spatially offset Raman spectroscopy for biomedical applications, Chem Soc Rev, 50(1), 556-568.
• [14] Y. Zhu et al, 2024, Stimulated Raman photothermal microscopy provides ultrahigh sensitivity, BioPhotonics 31/1, 46-52.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).